国家重点研发计划项目, 装配式混凝土工业化建筑技术基础理论(项目编号:2016YFC0701400)——预制混凝土构件高效配筋及性能化设计理论(课题编号:2016YFC0701402), 2016-2019. 参与单位课题负责人:余敏
一、项目简介:
随着建筑行业和社会经济的发展,提高建筑品质和推动建筑工业化既是国家大政方针也是土木工程领域的发展需要,而预制混凝土结构的使用是其重要实现手段,其中基础理论的研究更是其关键。为此国家重点研发计划专项《装配式混凝土工业化建筑技术基础理论》立项。该项目由东南大学作为项目牵头单位,沈阳建筑大学作为课题二《预制混凝土构件高效配筋及性能化设计理论》的承担单位,武汉大学等作为参与单位共同对该项目进行系统研究。武汉大学主要负责完成高效配筋预制混凝土柱的耐火性和抗震性能研究。因此,下面只介绍武汉大学负责完成部分的成果。
二、主要研究进展和研究成果:
Ø 对高强灌浆料的高温热工性能和高温力学性能进行试验,揭示了热工性能和力学性能随温度的变化规律。提出了高强灌浆料高温导热系数、比热、密度以及热膨胀系数等参数的取值方法,并建立了高温下和高温后高强灌浆料材料受压应力-应变关系的数学表达式,从而为其防火设计和研究提供基础。
Ø 对钢筋灌浆套箍连接进行恒温加载、恒载升温、高温后单轴加载和高温后反复加载等四种荷载-温度的试验,揭示了钢筋灌浆套箍连接在不同荷载-温度下的劣化规律。提出了不同荷载-温度路径下钢筋灌浆套箍连接的等效强度、弹性模量以及等效应力-应变表达式。
Ø 对集束配筋和大直径配筋的高效配筋预制混凝土柱开展其抗火性能试验研究,研究了高效配筋形式下混凝土柱在ISO-834标准升温曲线下的破坏过程、破坏机理、温度响应、结构响应和耐火极限,在此基础上,建立了相应的抗火计算模型,并提出了高效配筋预制混凝土柱的抗火承载力计算方法。
Ø 对集束配筋的高效配筋预制混凝土柱抗震性能进行了试验研究,研究了集束配筋形式下不同轴压比、搭接长度和搭接间距的柱的破坏形态、滞回性能、延性、耗能能力,并同对应的现浇柱进行了对比。在此基础上,建立了其抗震计算有限元模型,提出了集束配筋预制混凝土柱的承载力及恢复力模型。
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图 1高强灌浆料的高温热工性能和高温力学性能试验 | 图 2 不同荷载-温度路径下钢筋灌浆套箍连力学性能试验 |
三、部分已经发表的研究成果:
[1] Tan Wang, Haoming Xu, Min Yu*, Lihua Xu, Jianqiao Ye. Experimental Investigation On the Failure Modes of Grouted Sleeve Connections Under Thermal and Mechanical Loads. Engineering Failure Analysis, 2020,109:104246.(SCI)
[2] Tan Wang, Min Yu*, Xiangyu Li, Zegang Yan, Mohamed Saafi, Jianqiao Ye*. Experimental Investigation On the Post-Fire Cyclic Behavior of Grouted Sleeve Connections. Construction and Building Materials, 2021,279:122394.(SCI)
[3] Congcong Xue, Chaoxiong Su, Min Yu*, Haoming Xu, Jianqiao Ye. Experimental Study on the Thermal-Mechanical Properties and Degradation of Sleeve Grouting Material at Elevated Temperatures. Journal of materials in civil engineering-ASCE, 2021,33(2):4020453
[4] Haoming Xu, Min Yu*, Congcong Xue, Lihua Xu, Jianqiao Ye. Experimental Study On Fire Resistance of Precast Concrete Columns with Efficient Reinforcement. Engineering Structures, 2020,204:109947.(SCI)
[5] LH Xu, QL Wang, M Yu*, Y Chi, B Yang, M Liu, JQ Ye. Experimental Study On Seismic Behavior of Cluster Reinforced Precast Concrete Columns with Grouting-Anchor Connections. Journal of Earthquake and Tsunami, 2019,13(03n04):1940007. (SCI)